CN111250852A - 一种凸焊绝缘定位销及其制作装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凸焊绝缘定位销及其制作装置及方法，该凸焊绝缘定位销由螺母导向柱、第一套管、第二套管、第三套管、垫圈组成。螺母导向柱为金属材料制成，第一套管、第二套管、第三套管、垫圈为陶瓷材料制成。螺母导向柱1与第一套管、第二套管、第三套管、垫圈间通过在间隙填充灌注材料连接。且提供一种绝缘定位销的制作装置，包括加压头、定位支撑板Ⅰ、定位套，定位支撑板Ⅱ。并提供了一种绝缘定位销的制作方法，通过挤压方法获得较高的粘接强度。本发明所涉及的凸焊绝缘定位销具有良好的绝缘性能、耐高温性能和抗冲击性能，具有使用寿命长、加工方法简单等优点。

Description

一种凸焊绝缘定位销及其制作装置和方法

技术领域

本发明属于焊接夹具技术领域 ，特别涉及是一种凸焊绝缘定位销及其制作装置和方法。

背景技术

凸焊螺母在汽车制造过程中广泛使用，凸焊螺母要求螺母与冲压件孔的同轴精度高、焊后无焊渣、螺纹变形量小，能满足这三个要求的关键在于凸焊螺母所用的定位销，要求耐磨，韧性好，耐热冲击，焊接过程中分流小。

目前常用的定位销有三种设计：

一种是定位销采用金属材质，在定位销与下电极中心孔之间加入绝缘材料达到绝缘的目的，这种做法的优点是金属材料的韧性较好，不易折断，能抗冲击载荷，缺点是加入绝缘材料抗热冲击性能较差，对于采用螺母输送机输送焊接凸焊螺母，焊接螺母直径越大，需要的焊接电流大，焊接过程发热量大，焊接速度快，下电极温度高，导致绝缘材料快速失效，导致定位销更换频繁。

一种是定位销采用金属材质，在定位销表面涂覆KCF涂层绝缘，由于冲压件圆孔一般都带有轻微毛刺，当将冲压件放入或取出定位销过程中，冲压件孔边缘毛刺与定位销表面摩擦，导致定位销KCF涂层在使用过程中被刮削，当KCF涂层被刮破，引起焊接分流，可能导致凸焊螺母脱焊，操作工很难发现轻微的KCF涂层破损。

另一种定位销为陶瓷材质，陶瓷定位销能完全解决电流分流的问题 ，由于其膨胀系数低，陶瓷材料与耐磨，能在较高温度下正常工作， 缺点是一般的陶瓷材料定位销韧性较差，对于采用螺母输送机输送焊接凸焊螺母，为了保证凸焊螺母准确掉落在定位销上，其头部导向部分一般设计为锥形，在螺母输送机输送杆将螺母输送到定位销上时，输送杆头部将凸焊螺母挤压在定位销的导向柱，凸焊螺母受挤压改变方向掉落在定位销上，由于陶瓷韧性较差，定位销的导向柱部分比较细，若用陶瓷材料制作，在长期使用过程中，导向柱部分容易折断，影响螺母输送的稳定性。

发明内容

本发明为克服上述缺点，提供一种凸焊绝缘定位销，该定位销使用寿命长，定位精准。具体技术方案如下：

一种凸焊绝缘定位销，由螺母导向柱、第一套管、第二套管、第三套管和垫圈组成，所述螺母导向柱上端部为带弧面的锥体，下端部为圆柱；所述第一套管、第二套管和第三套管呈阶梯状依次套设在圆柱外侧，第一套管端部与所述螺母导向柱上端部卡合；所述垫圈设置在所述螺母导向柱下端部圆柱的外侧，所述垫圈尺寸与所述螺母导向柱下端部圆柱尺寸大小配合一致。

其中螺母导向柱上端为带弧面锥形，对于采用螺母输送机输送焊接凸焊螺母，螺母导向柱圆弧部分引导凸焊螺母自动滑动。在焊接过程中，当上电极下压到凸焊螺母上端面时，锥形部分可完全嵌入上电极对应的孔中。螺母导向柱的下端圆柱部分与第一套管、第二套管、第三套管、垫圈间间隙填充灌注材料。螺母导向柱采用金属材料制成。第一套管、第二套管、第三套管、垫圈均为高强度陶瓷材料制成。灌注材料为具有高温绝缘性能，套接强度高的粘接材料。

第一套管用于定位螺母，所述第一套管的外径小于所用凸焊螺母的内径，所述第一套管的内径大于所述螺母导向柱下端部圆柱部分的直径，所述第一套管的长度小于凸焊螺母的高度。

第二套管用于定位冲压件孔的位置，所述第二套管的外径小于所用冲压件孔的内径，所述第二套管的内径大于所述螺母导向柱的下端圆柱部分直径，所述第二套管的长度大于凸焊螺母的凸点高度、冲压件的板厚度、下电极螺母上部与第二套管接触部分高度三者之和；

第三套管用于将定位销固定在下电极内腔中沿下电极轴向直线运动，所述第三套管的外径小于下电极内腔的直径，所述第三套管的内径大于所述螺母导向柱的下端圆柱部分直径，所述第三套管的长度由凸焊电极内的弹簧的压缩量决定，所述第三套管长度和所述弹簧压缩后长度之和小于下电极螺母下部和下电极所形成的内腔高度。

进一步的，所述螺母导向柱采用金属材料制成；所述第一套管、第二套管、第三套管、和所述垫圈均为高强度的工业氧化铝陶瓷材料制成。

进一步的，所述垫圈用于绝缘，所述垫圈外径小于第三套管的内径，其内部开所述垫圈开设有小孔用于排气。

本发明另提供一种绝缘定位销的制作装置：包括加压头、定位支撑板Ⅰ、定位套，定位支撑板Ⅱ；

所述加压头和定位支撑板Ⅰ通过螺纹副连接，定位套和定位支撑板Ⅱ通过螺杆连接，定位支撑板Ⅰ和定位支撑板Ⅱ通过螺柱连接。

进一步的，所述加压头上部为六角头螺栓结构，所述加压头下部螺纹部分长度大于所述螺母导向柱的下端圆柱部分长度，所述加压头下部螺纹部分直径大于所述螺母导向柱上端直径；

所述定位支撑板Ⅰ为圆形板，中心有孔，孔的上部焊接一个与该孔中心同心的螺母，中心孔直径大于螺母的内径，螺母的内螺纹与加压头下部螺纹部分配合；

所述定位套内腔为三段套管定位空腔，第一套管定位空腔内径等于第一套管的外径，其高度与第一套管的长度相等；第二套管定位空腔内径等于第二套管的外径，其高度与第二套管的长度相等；第三套管定位空腔内径等于第三套管的外径，其高度与第三套管的长度相等；

所述定位支撑板Ⅱ为圆形板，通过螺柱与所述定位支撑板Ⅰ连接，通过螺杆与所述定位套连接，中心有排气孔，排气孔直径大于垫圈通气小孔的直径，垫片通气小孔与所述排气孔同心。

本发明同时提供一种凸焊绝缘定位销的制作方法，包括如下步骤：

（1）按照第一套管、第二套管、第三套管的内外径尺寸制作相应套管，并根据长度尺寸切割相应套管；采用激光切割工业氧化铝陶瓷材料板料得到所需尺寸的垫圈；

（2）将第一套管、第二套管放入定位套中对应的空腔；将垫圈外圆周边沿均匀涂抹灌注材料，压入第三套管内，垫圈外端面与第三套管外端面平齐；将带有垫圈的第三套管放入定位套中对应的空腔位置，将所述定位套用螺杆固定在定位支撑板Ⅱ平面上，垫圈的外端面和第三套管的外端面贴靠在定位支撑板Ⅱ平面上；

（3）从定位套上部的第一套管内腔处注入灌注材料，直到第一套管、第二套管、第三套管和垫圈的内腔均充满灌注材料；

（4）将定位支撑板Ⅰ通过螺柱固定在定位支撑板Ⅱ上，用扳手拧动加压头的上部将加压头下部旋入螺母中；将螺母导向柱的下端圆柱部分均匀涂抹灌注材料，放入第一套管空腔上部；拧动加压头的上部，将螺母导向柱的下端圆柱部分逐渐挤入第一套管、第二套管、第三套管形成的空腔中，直到螺母导向柱101上端带弧面部分的下端面与第一套管的上端面接触；用刮刀清除多余灌注材料；

（5）将装有定位销的制作装置进行固化处理。

本发明相比于现有技术，具有如下优点和积极效果：

第一本发明定位销具有良好的绝缘性能、耐高温性能、抗冲击性能，使用寿命长。

第三本发明的绝缘定位销的采用高强度陶瓷材料管套成形，只需要切割加工，容易实现。一些凸焊定位销采用陶瓷棒加工定位凸台，由于陶瓷硬度高，磨削困难，成本非常高。

第三本发明的绝缘定位销的制作装置和方法，通过挤压方式填充灌装材料，有效的避免空气混入定位销各部分的结合间隙中，保证了定位销的粘接强度。

附图说明

图1本发明凸焊绝缘定位销结构示意图；

图2本发明所用凸焊电极结构示意图；

图3本发明凸焊绝缘定位销制作工装示意图；

图4本发明定位套结构示意图；

图5本发明定位支撑板Ⅰ结构示意图；

图6是定位支撑板Ⅱ结构示意图；

附图标记：

101、螺母导向柱；102、第一套管；103、第二套管；104、第三套管；105、垫圈；201、上电极；202、下电极螺母；203、弹簧；204、下电极；205、凸焊螺母；206、冲压件； 301、加压头；302、定位支撑板Ⅰ；303、定位套；304、定位支撑板Ⅱ；305、螺杆；306、螺母；307、螺柱；308、螺母；401、第一套管定位空腔；402、第二套管定位空腔；403、第三套管定位空腔；404、定位套安装孔；501、加压头支撑；502、定位支撑板Ⅰ安装孔；601、排气孔；602、定位套安装孔；603、定位支撑板Ⅱ安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。

请同时参阅图 1至图6 ，一种使用寿命长、定位精确 ，且成本低廉的凸焊绝缘定位销。定位销由螺母导向柱101、第一套管102、第二套管103、第三套管104、垫圈105组成。所述螺母导向柱101上端部为带弧面的锥体，下端部为圆柱；所述第一套管102、第二套管103和第三套管104呈阶梯状依次套设在圆柱外侧，第一套管102端部与所述螺母导向柱101上端部卡合；所述垫圈105设置在所述螺母导向柱101下端部圆柱的外侧，所述垫圈105尺寸与所述螺母导向柱101下端部圆柱尺寸大小配合一致。

其中螺母导向柱101上端为带弧面锥形，对于采用螺母输送机输送焊接凸焊螺母205，螺母导向柱101圆弧部分引导凸焊螺母205自动滑动到第一套管102上。在焊接过程中，当上电极201下压到凸焊螺母205上端面时，锥形部分可完全嵌入上电极201对应的孔中。螺母导向柱101的下端圆柱部分与第一套管102、第二套管103、第三套管104、垫圈105间间隙填充灌注材料。螺母导向柱101采用不锈钢制成。第一套管102、第二套管103、第三套管104、垫圈105采用工业氧化铝陶瓷材料制成。灌注材料可采用耐1000度高温的高温修补剂SX-8312，其套接强度为82.3Mpa，绝缘强度30.2KV/mm。

所述凸焊绝缘定位销配合凸焊电极焊接凸焊螺母205时使用；所述第一套管102的外径小于所用凸焊螺母205的内径，所述第一套管102的内径大于所述螺母导向柱101下端部圆柱部分的直径，所述第一套管102的长度小于凸焊螺母的高度；

所述第二套管103的外径小于所用冲压件206孔的内径，所述第二套管103的内径大于所述螺母导向柱101的下端圆柱部分直径，所述第二套管103的长度大于凸焊螺母205的凸点高度、冲压件206的板厚度、下电极螺母202上部与第二套管103接触部分高度三者之和；

所述第三套管104的外径小于下电极204内腔的直径，所述第三套管104的内径大于所述螺母导向柱101的下端圆柱部分直径，所述第三套管104的长度由凸焊电极内的弹簧203的压缩量决定，所述第三套管104长度和所述弹簧203压缩后长度之和小于下电极螺母202下部和下电极204所形成的内腔高度。

该凸焊绝缘定位销的制作装置包括加压头301、定位支撑板Ⅰ302、定位套303，定位支撑板Ⅱ304；所述加压头301和定位支撑板Ⅰ302通过螺纹副连接，定位套303和定位支撑板Ⅱ304通过螺杆305连接，定位支撑板Ⅰ302和定位支撑板Ⅱ304通过螺柱307连接。

所述加压头301上部为六角头螺栓结构，所述加压头301下部螺纹部分长度大于所述螺母导向柱101的下端圆柱部分长度，所述加压头301下部螺纹部分直径大于所述螺母导向柱101上端直径；

所述定位支撑板Ⅰ302为圆形板，中心有孔，孔的上部焊接一个与该孔中心同心的螺母501，中心孔直径大于螺母501的内径，螺母501的内螺纹与加压头301下部螺纹部分配合；

所述定位套303内腔为三段套管定位空腔，第一套管定位空腔401内径等于第一套管102的外径，其高度与第一套管102的长度相等；第二套管定位空腔402内径等于第二套管103的外径，其高度与第二套管103的长度相等；第三套管定位空腔403内径等于第三套管104的外径，其高度与第三套管104的长度相等；

所述定位支撑板Ⅱ304为圆形板，通过螺柱307与所述定位支撑板Ⅰ302连接，通过螺杆305与所述定位套303连接，中心有排气孔601，排气孔601直径大于垫圈105通气小孔的直径，垫片通气小孔与所述排气孔601同心。

所述凸焊绝缘定位销的制作方法，包括如下步骤：

（1）按照第一套管102、第二套管103、第三套管104的内外径尺寸制作相应套管，并根据长度尺寸切割相应套管；采用激光切割工业氧化铝陶瓷材料板料得到所需尺寸的垫圈105；

（2）将第一套管102、第二套管103放入定位套303中对应的空腔；将垫圈105外圆周边沿均匀涂抹灌注材料，压入第三套管104内，垫圈105外端面与第三套管104外端面平齐；将带有垫圈105的第三套管104放入定位套303中对应的空腔位置，将所述定位套303用螺杆305固定在定位支撑板Ⅱ304平面上，垫圈105的外端面和第三套管104的外端面贴靠在定位支撑板Ⅱ304平面上；

（3）从定位套303上部的第一套管102内腔处注入灌注材料，直到第一套管102、第二套管103、第三套管104和垫圈105的内腔均充满灌注材料；

（4）将定位支撑板Ⅰ302通过螺柱307固定在定位支撑板Ⅱ304上，用扳手拧动加压头301的上部将加压头301下部旋入螺母501中；将螺母导向柱101的下端圆柱部分均匀涂抹灌注材料，放入第一套管102空腔上部；拧动加压头301的上部，将螺母导向柱101的下端圆柱部分逐渐挤入第一套管102、第二套管103、第三套管104形成的空腔中，直到螺母导向柱101上端带弧面部分的下端面与第一套管102的上端面接触；用刮刀清除多余灌注材料；

（5）将装有定位销的制作装置加温固化。

步骤（5）具体为：室温放置2小时，加温到80度保持3小时，加温到150度保持2小时，在室温下自然冷却，从定位销制作装置中取出定位销即可。

所述灌注材料为高温修补剂SX-8312；该修补剂由两种成分构成，A剂灰白色，B剂为液体，取A剂和B剂按2.5g：1ml比例混合，混合操作时间为60min。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种凸焊绝缘定位销，由螺母导向柱（101）、第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）和垫圈（105）组成，其特征在于：所述螺母导向柱（101）上端部为带弧面的锥体，下端部为圆柱；所述第一套管（102）、第二套管（103）和第三套管（104）呈阶梯状依次套设在圆柱外侧，第一套管（102）端部与所述螺母导向柱（101）上端部卡合；所述垫圈（105）设置在所述螺母导向柱（101）下端部圆柱的外侧，所述垫圈（105）尺寸与所述螺母导向柱（101）下端部圆柱尺寸大小配合一致。

2.根据权利要求1所述的一种凸焊绝缘定位销，其特征在于：所述凸焊绝缘定位销配合凸焊电极焊接凸焊螺母（205）时使用；所述第一套管（102）的外径小于所用凸焊螺母（205）的内径，所述第一套管（102）的内径大于所述螺母导向柱（101）下端部圆柱部分的直径，所述第一套管（102）的长度小于凸焊螺母的高度；

所述第二套管（103）的外径小于所用冲压件（206）孔的内径，所述第二套管（103）的内径大于所述螺母导向柱（101）的下端圆柱部分直径，所述第二套管（103）的长度大于凸焊螺母（205）的凸点高度、冲压件（206）的板厚度、下电极螺母（202）上部与第二套管（103）接触部分高度三者之和；

所述第三套管（104）的外径小于下电极（204）内腔的直径，所述第三套管（104）的内径大于所述螺母导向柱（101）的下端圆柱部分直径，所述第三套管（104）的长度由凸焊电极内的弹簧（203）的压缩量决定，所述第三套管（104）长度和所述弹簧（203）压缩后长度之和小于下电极螺母（202）下部和下电极（204）所形成的内腔高度。

3.根据权利要求1所述的一种凸焊绝缘定位销，其特征在于：所述螺母导向柱（101）采用金属材料制成；所述第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）、和所述垫圈（105）均为高强度的工业氧化铝陶瓷材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种凸焊绝缘定位销，其特征在于：所述垫圈（105）开设小孔用于排气，所述垫圈（105）外径小于第三套管（104）的内径。

5.根据权利要求1所述的一种凸焊绝缘定位销，其特征在于：在所述的螺母导向柱（101）下端部圆柱与所述第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）、垫圈（105）之间的间隙内填充灌注材料。

6.一种权利要求1-5任一所述的凸焊绝缘定位销的制作装置，其特征在于：包括加压头（301）、定位支撑板Ⅰ（302）、定位套（303），定位支撑板Ⅱ（304）；

所述加压头（301）和定位支撑板Ⅰ（302）通过螺纹副连接，定位套（303）和定位支撑板Ⅱ（304）通过螺杆（305）连接，定位支撑板Ⅰ（302）和定位支撑板Ⅱ（304）通过螺柱（307）连接。

7.根据权利要求6所述的制作装置，其特征在于：所述加压头（301）上部为六角头螺栓结构，所述加压头（301）下部螺纹部分长度大于所述螺母导向柱（101）的下端圆柱部分长度，所述加压头（301）下部螺纹部分直径大于所述螺母导向柱（101）上端直径；

所述定位支撑板Ⅰ（302）为圆形板，中心有孔，孔的上部焊接一个与该孔中心同心的螺母（501），中心孔直径大于螺母（501）的内径，螺母（501）的内螺纹与加压头（301）下部螺纹部分配合；

所述定位套（303）内腔为三段套管定位空腔，第一套管定位空腔（401）内径等于第一套管（102）的外径，其高度与第一套管（102）的长度相等；第二套管定位空腔（402）内径等于第二套管（103）的外径，其高度与第二套管（103）的长度相等；第三套管定位空腔（403）内径等于第三套管（104）的外径，其高度与第三套管（104）的长度相等；

所述定位支撑板Ⅱ（304）为圆形板，通过螺柱（307）与所述定位支撑板Ⅰ（302）连接，通过螺杆（305）与所述定位套（303）连接，中心有排气孔，排气孔（601）直径大于垫圈（105）通气小孔的直径，垫片通气小孔与所述排气孔（601）同心。

8.一种利用权利要求7所述制作装置制作所述权利要求1-5任一所述凸焊绝缘定位销的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）按照第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）的内外径尺寸制作相应套管，并根据长度尺寸切割相应套管；采用激光切割工业氧化铝陶瓷材料板料得到所需尺寸的垫圈（105）；

（2）将第一套管（102）、第二套管（103）放入定位套（303）中对应的空腔；将垫圈（105）外圆周边沿均匀涂抹灌注材料，压入第三套管（104）内，垫圈（105）外端面与第三套管（104）外端面平齐；将带有垫圈（105）的第三套管（104）放入定位套（303）中对应的空腔位置，将所述定位套（303）用螺杆（305）固定在定位支撑板Ⅱ（304）平面上，垫圈（105）的外端面和第三套管（104）的外端面贴靠在定位支撑板Ⅱ（304）平面上；

（3）从定位套（303）上部的第一套管（102）内腔处注入灌注材料，直到第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）和垫圈（105）的内腔均充满灌注材料；

（4）将定位支撑板Ⅰ（302）通过螺柱（307）固定在定位支撑板Ⅱ（304）上，用扳手拧动加压头（301）的上部将加压头（301）下部旋入螺母（501）中；将螺母导向柱（101）的下端圆柱部分均匀涂抹灌注材料，放入第一套管（102）空腔上部；拧动加压头（301）的上部，将螺母导向柱（101）的下端圆柱部分逐渐挤入第一套管（102）、第二套管（103）、第三套管（104）形成的空腔中，直到螺母导向柱101上端带弧面部分的下端面与第一套管（102）的上端面接触；用刮刀清除多余灌注材料；

（5）将装有定位销的制作装置进行固化。

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